DE4239479A1 - Methods for recognizing and sorting different plastics - Google Patents

Methods for recognizing and sorting different plastics

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Abstract

The invention relates to a method and a device for the identification of materials. The materials are exposed to laser energy and the heat radiation of the materials is, after heating is complete, measured and evaluated in a manner specific to the material in respect of optical and thermal material properties. At least one point of the surface of the workpieces to be identified is exposed to the laser energy at a point and for a short time. The heat impulse reply of the material characteristic of the surface region exposed is measured in terms of position and time and evaluated in respect of the type of material. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen und Sortieren von verschiedenen Kunststoffen.The invention relates to a method for recognizing and Sorting different plastics.

Im Zusammenhang mit dem Kunststoffrecycling stellt sich das Problem der möglichst automatischen Selektion unterschiedlicher nicht gemeinsam wiederverwertbarer Kunststoffe. Für die Wiederverwertbarkeit der Kunststoffe ist die Sortenreinheit der aufzuarbeitenden Kunststoffe von entscheidender Bedeutung, da mit zunehmender Vermi­ schung der Gebrauchswert der Kunststoffe drastisch ab nimmt.Related to plastic recycling the problem of the most automatic selection possible different not recyclable together Plastics. For the recyclability of plastics is the type purity of the plastics to be processed of crucial importance because with increasing Vermi the use value of plastics drastically takes.

Bei der Erkennung und Trennung der verschiedenen Kunststoffsorten finden zum heutigen Zeitpunkt häufig manuelle Sortierverfahren Einsatz. Die Unwirtschaftlich­ keit und die mangelnde Leistungsfähigkeit einer manuellen Trennung bedingen den beschränkten Einsatz lediglich für die Sortierung von größeren, unzerkleinerten Kunststoff­ teilen, die zum Teil bei der Automobilverwertung anfallen. Für die Sortierung von kleineren Kunststoffteilen, die im Hausmüll- und Verpackungsmüllbereich anfallen, ist dieses Verfahren nicht geeignet, vgl. D. Braun, Deutsches Kunst­ stoffinstitut "Einfache Methoden zur Kunststofferkennung", Vortrag beim DVM Tag 1992 "Bauteil 1992", Berlin. Für das Recycling kleinerer Kunststoffteile muß die Verwendung einer automatischen Kunststofferkennung gekoppelt mit ei­ ner nachfolgenden automatischen Trennung erfolgen, vgl. Sortenreines Recycling setzt eindeutig Produktbezeichnung voraus, Österreich. Kunstst. Zeitung 1990, Ausgabe 21 (5/6), S. 113-115.When recognizing and separating the different Plastic grades are common today manual sorting procedure use. The uneconomical and the inefficiency of a manual Separation only means the limited use for sorting larger, uncrushed plastic parts that arise in part from automobile recycling. For sorting smaller plastic parts that are in the Household and packaging waste area, this is Process not suitable, cf. D. Braun, German Art Stoffinstitut "Simple Methods for Plastic Identification", Lecture at the DVM Day 1992 "Component 1992", Berlin. For the Smaller plastic parts must be recycled  an automatic plastic detection coupled with egg ner subsequent automatic separation take place, cf. Sorted recycling clearly sets the product name ahead, Austria. Plastic Newspaper 1990, issue 21 (5/6), pp. 113-115.

Derzeit existieren zwei automatische Trennverfahren, die in begrenztem Umfang und auch nur für einige Kunst­ stoffe eingesetzt werden.There are currently two automatic separation processes, which to a limited extent and only for some art fabrics are used.

Ein Trennverfahren, was z. Z. auch im technischen Maß­ stab eingesetzt wird, ist die Separation der Kunststoffe nach ihrer spezifischen Dichte. Hierbei werden sie in Leicht- und in eine Schwerfraktion unterteilt (G. Hörber, G. Ropertz, P. Kaniut "Das AKW-Kunststoffaufbereitungs­ system - eine moderne und wirtschaftliche Alternative für die Wiederverwertung von "Alt"-Kunststoffen, in Aufberei­ tungs-Technik" (1989), Asg. 30(8), S. 500-506; A. Ansems, "Kunststoffe aus Abfällen. Trennung an der Quelle bestimmt die Wiederverwendungsmöglichkeiten", in Zeitschr. Kunstst. Rubber (1988), Ausg. 41(12), S. 62-69; A. Funke, J. Noack, "Homogenisieren von Sekundärpolyolefinen", in Zeitschr. Plaste Kautschuk (1987), Ausg. 34(2), S. 72-73). Der Leichtfraktion gehören die Polyolefine an, die als Poly­ ethylen und Polypropylen einer weiteren Trennung bedürfen, da sie gemischt nicht wieder verarbeitbar sind. Die Schwerfraktion enthält alle übrigen Kunststoffsorten und ist ohne weitere Separation ebenfalls nicht für die Wie­ derverarbeitung geeignet. Eine weitere Auftrennung dieser Fraktionen kann über die spezifische Dichte nur in Verbin­ dung mit hohen Sortenverunreinigungen erfolgen. Die tech­ nische Durchführung wird bei diesem Prinzip zum einen mit Hilfe eines Hydrozyklons und zum anderen in einer Schwimm- Sink-Rinne in Verbindung mit Wasser als Trennflüssigkeit bewirkt.A separation process, which z. Currently also in technical measure stab is used is the separation of the plastics according to their specific density. Here they are in Light and divided into a heavy fraction (G. Hörber, G. Ropertz, P. Kaniut "The AKW plastics processing system - a modern and economical alternative for the recycling of "old" plastics, in preparation tion technology "(1989), Asg. 30 (8), pp. 500-506; A. Ansems, "Plastics from waste. Separation at source determined the reuse possibilities ", in Zeitschr. Kunstst. Rubber (1988), Issue 41 (12), pp. 62-69; A. Funke, J. Noack, "Homogenizing Secondary Polyolefins", in Zeitschr. Plaste Kautschuk (1987), Issue 34 (2), pp. 72-73). Of the Light fractions belong to the polyolefins, which as poly ethylene and polypropylene require further separation, since they cannot be processed again when mixed. The Heavy fraction contains all other types of plastic and is also not for the how without further separation suitable processing. Another separation of this Fractions can only be combined in specific density with high grade impurities. The tech African implementation is on the one hand with this principle With the help of a hydrocyclone and another in a swimming Sink channel in connection with water as a separating liquid causes.

Das andere technisch eingesetzte Verfahrensprinzip der Flotation liegt darin begründet, daß sich an die hydropho­ be Oberfläche von Kunststoffen selektiv Luftblasen anla­ gern, wodurch diese Stoffe auf Wasser aufschwimmen. Durch gezielte Zugabe von Reagenzien kann man die Anlagerung von Luftblasen an bestimmte Kunststoffe unterbinden (E. Kro­ ker, F+E Vorhaben, Pilotvorhaben zum Trennen und Aufberei­ ten Kunststoffen aus Haushalts und Gewerbeabfällen, Aus­ künfte der Amtlichen Material Prüfanstalt, Hannover 1989). Die Nachteile des Verfahrens liegen zum einen in der be­ grenzten Auftrennmöglichkeit in nur zwei Kunststofffrak­ tionen pro Anwendung und zum anderen in den möglichen Be­ einflussungen der Kunststoffe durch den Kontakt mit den Trennungsreagenzien. Ferner lassen sich, bedingt durch die oberflächenspezifische Trennung, nur unverschmutzte sowie nicht lackierte und unbeschichtete Kunststoffe separieren, was eine weitere erhebliche Einschränkung des Verfahrens darstellt.The other technically used principle of the  Flotation is due to the fact that the hydropho be surface of plastic selectively air bubbles like what causes these substances to float on water. By targeted addition of reagents can be added to the attachment of Prevent air bubbles on certain plastics (E. Kro ker, R&D projects, pilot projects for separation and reprocessing ten plastics from household and commercial waste, Aus the official material testing institute, Hanover 1989). The disadvantages of the method lie in the one limited the possibility of separation into only two plastic fractions tion per application and on the other hand in the possible Be influences of the plastics through the contact with the Separation reagents. Furthermore, due to the surface specific separation, only unpolluted as well separate unpainted and uncoated plastics, which is another significant limitation of the process represents.

Es sind weitere Methoden zur Erkennung der Kunst­ stoffsorte vorgeschlagen worden, die aber von einer umfas­ senden Lösung des Sortier-Problems noch weit entfernt sind, und eine technische Anwendung des jeweiligen Verfah­ rens kann heute weitgehend ausgeschlossen werden.There are other methods of recognizing art type of fabric has been proposed, but it includes a send solution to the sorting problem still far away are, and a technical application of the respective procedure Today rens can largely be excluded.

Ein Prinzip der Kunststofferkennung basiert auf einer Identifikation der Kunststoffe durch einen schon bei der Herstellung des Kunststoffes beigemischten Fluoreszenz­ farbstoff (K. Luttermann, A. Becker, Bayer AG, Kennzeich­ nung von Kunststoffen mit Fluoreszenzfarbstoffen, Vortrag beim DVM Tag 1992 "Bauteil 1992", Berlin). Hierbei wird durch Einwirkung von Licht durch das Auftreten von Fluor­ eszenzstrahlung eine schnelle und auch sichere Erkennung des Kunststoffes möglich. Allerdings müßten sich alle Kunststoffhersteller über eine einheitliche und sor­ tenspezifische Beimischung der Fluoreszenzfarben schon bei der Herstellung der Kunststoffe verständigen. Die Proble­ matik liegt somit in der Durchsetzung der notwendigen ge­ nerellen Einführung und Normierung dieser Beimischung von Fluoreszenzfarben.A principle of plastic detection is based on one Identification of the plastics by one at the Production of the plastic mixed fluorescence dye (K. Luttermann, A. Becker, Bayer AG, identifier of plastics with fluorescent dyes, lecture at the DVM day 1992 "component 1992", Berlin). Here will by exposure to light due to the appearance of fluorine escence radiation a quick and safe detection of the plastic possible. However, everyone would have to Plastic manufacturers through a uniform and sor specific addition of fluorescent colors notify the manufacture of the plastics. The problem  Matics thus lie in enforcing the necessary ge General introduction and standardization of this admixture of Fluorescent colors.

Ein ähnliches Prinzip wird bei der Röntgenfluoreszenz­ analyse verwirklicht, wobei hier kunststoffspezifische Do­ tierelemente oder Zuschlagstoffe bei der Herstellung bei­ gemischt werden müssen, um eine spätere Erkennung zu er­ möglichen (K. H. Folkerts, Vortrag im 384. Dechema-Kollo­ quim, 30.1.1992, Frankfurt/Main).A similar principle applies to X-ray fluorescence analysis realized, here plastic-specific Do animal elements or additives in the manufacture of must be mixed in order to be recognized later possible (K.H. Folkerts, lecture in the 384th Dechema collo quim, January 30, 1992, Frankfurt / Main).

Eine weitere Methode stellt die Kunststofferkennung unter Verwendung eines AOTF-Reflexionsspektrometers dar (N. Eisenreich, Vortrag im 384. Dechema-Kolloquim, 30.1.1992, Frankfurt/Main; N. Eisenreich, H. Krause, H. Kull, Th. Messer, Schnelle Erkennung von Kunststoffen mit AOTF-Reflexionsspektrometer, VDI Berichte Nr. 934, 1991, S. 447-459), bei der das NIR-Reflexionsspektrum für die Identifikation der Kunststoffsorte Verwendung findet. Hierbei enthält das Reflexionsspektrum des nahen Infra­ rotfrequenzbereichs (1000 bis 2500 nm) ausreichend Infor­ mation, um im Fingerprintbereich den untersuchten Kunst­ stoff erkennen zu können. Problematisch und technisch auf­ wendig ist die schnelle Auswertung der sehr komplizierten Spektren, die sich zusätzlich in Abhängigkeit von zuge­ setzten Additiven, Farbstoffen etc. stark verändern. Pro­ bleme treten weiterhin bei der Untersuchung von ver­ schmutzten und gefüllten Kunststoffproben auf. Dieses Ver­ fahren ist technisch sehr aufwendig.Another method is plastic detection using an AOTF reflection spectrometer (N. Eisenreich, lecture in the 384th Dechema Colloquim, January 30, 1992, Frankfurt / Main; N. Eisenreich, H. Krause, H. Kull, Th. Messer, Fast detection of plastics with AOTF reflection spectrometer, VDI Report No. 934, 1991, Pp. 447-459), in which the NIR reflection spectrum for the Identification of the plastic grade is used. Here contains the reflection spectrum of the near infra red frequency range (1000 to 2500 nm) sufficient information mation to the examined art in the fingerprint area to be able to recognize material. Problematic and technical the quick evaluation of the very complicated is agile Spectra, which are additionally dependent on change additives, dyes, etc. Per bleme continue to occur when ver dirty and filled plastic samples. This ver driving is technically very complex.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden zur Identifi­ kation der Kunststoffe, die Produkte des thermischen Ab­ baues von Kunststoffen mit Hilfe der Massenspektroskopie zu untersuchen (H. Müller von der Haegen, Vortrag im 384. Dechema-Kolloquium, 30.1.1992, Frankfurt/Main). Bei diesem Verfahren würde man somit die Kunststoffe nur indirekt über die sortenspezifischen Pyrolyseprodukte erkennen kön­ nen. Probleme treten hier beim Einschleusen der gasförmi­ gen Produkte in das Hochvakuum eines Massenspektrometers auf. Zusätzlich ist der hohe Zeitaufwand der Kombination aus thermischer Zersetzung, MS-Analyse und nachfolgender Auswertung zu berücksichtigen. Weiterhin sind die Pyroly­ seprodukte von verschiedenen Kunststoffsorten teilweise identisch, so daß eine Trennung ebenfalls erschwert ist.It has also been proposed for identification cation of plastics, the products of thermal ab construction of plastics with the help of mass spectroscopy to be examined (H. Müller von der Haegen, lecture in 384. Dechema colloquium, January 30, 1992, Frankfurt / Main). With this The plastics would therefore only be processed indirectly can recognize the variety-specific pyrolysis products  nen. Problems occur here when the gaseous substances are introduced products into the high vacuum of a mass spectrometer on. In addition, the combination is very time-consuming from thermal decomposition, MS analysis and subsequent Evaluation to take into account. Furthermore, the pyroly partial products of various types of plastic identical, so that a separation is also difficult.

Die Verwendung von Trennflüssigkeiten zur Sortierung von Kunststoffgemischen anhand der spezifischen Dichte ist ebenfalls Gegenstand von Untersuchungen gewesen (U. Leu­ ning, Kunststoffrecycling in Italien. Ziel der Regierung ist eine Rücklaufquote bei Kunststoffverpackungen von 40%, Zeitschr. Umwelt, Ausg. 20(4), 1990, S. 164-166). Auch hier konnte aufgrund der ähnlichen spezifischen Dichten keine ausreichende Unterscheidung der verschiedenen Kunst­ stoffsorten getroffen werden.The use of separation liquids for sorting of plastic mixtures based on the specific density has also been the subject of investigations (U. Leu ning, plastic recycling in Italy. Government goal is a return rate for plastic packaging of 40%, Journal Environment, Ed. 20 (4), 1990, pp. 164-166). Also here due to the similar specific densities insufficient distinction between different art types of fabric are taken.

In den USA ist eine elektromagnetische Trennmethode (R. T. Gottesmann, Vortrag IUPAC International Symposium Recycling of Polymers, Marbella, Spanien 18.-20. September 1991) entwickelt worden, bei der aber ausschließlich PVC von Polyolefinen abgetrennt werden kann und somit auch hier keine Lösung des generellen Trennproblems bei ge­ mischt anfallenden Kunststoffen zu erwarten ist.In the US there is an electromagnetic separation method (R. T. Gottesmann, lecture IUPAC International Symposium Recycling of Polymers, Marbella, Spain 18th-20th September 1991), but only PVC can be separated from polyolefins and thus also here no solution to the general separation problem with ge mixes resulting plastics.

Zusammenfassend ist daher festzustellen, daß die bekannten Methoden keine technische Lösung für die Wieder­ verwertung von Kunststoffgemischen darstellen.In summary, it can therefore be stated that the known methods no technical solution for the re represent recycling of plastic mixtures.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur schnellen, zuverlässigen automatischen Erkennung und Sortierung verschiedener Kunststoffe an­ zugeben.The object of the present invention is a process for fast, reliable automatic Detection and sorting of different plastics admit.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished through the training according to Kenn Sign of claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Aufgabenlösung nutzt die Erkenn­ barkeit spezifischer thermischer Stoffeigenschaften der verschiedenen Kunststoffe. Die Kunststofferkennung erfolgt erfindungsgemäß über die kunststoffspezifische Temperatur­ verteilung, die von folgenden thermischen und somit in­ härenten Stoffeigenschaften des untersuchten Kunststoffes abhängig ist:The task solution according to the invention uses the recognition Availability of specific thermal properties of the  different plastics. The plastic detection takes place according to the invention on the plastic-specific temperature distribution by the following thermal and thus in inherent properties of the investigated plastic depends on:

  • - Die Wärmeleitfähigkeit, die sich bei den jeweili­ gen Kunststoffen stark voneinander unterscheidet,- The thermal conductivity, which is in the respective strongly differ from each other in terms of plastics,
  • - die Wärmekapazität sowie deren Temperaturabhän­ gigkeit, die ebenfalls kunststoffspezifisch star­ ke Unterschiede aufweist,- The heat capacity and its temperature dependency ability, which is also a plastic-specific star no differences,
  • - der Schmelzbereich der Kunststoffe, anhand dessen sich die untersuchten Kunststoffe ebenfalls deut­ lich unterscheiden lassen,- The melting range of the plastics, based on this the investigated plastics are also clear differentiate,
  • - der Absorptionskoeffizient der Wärmestrahlung sowie der Emissionsgrad der unterschiedlichen Kunststoffe.- the absorption coefficient of heat radiation as well as the emissivity of the different Plastics.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.Developments of the task solution according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert werden.The invention is intended to be based on an example are explained in more detail.

Plattenförmige Kunststoffteile verschiedener Kunst­ stoffsorten wurden mit einem CO2-Laser (23,5 W) 3 Sekunden lang bestrahlt. Danach wurden mit einer senkrecht zu den Kunststoffplatten angeordneten Thermokamera die Tempera­ turverhältnisse mit einer Bildfrequenz von einem Bild/sec. über einen Zeitraum von 16 sec. beobachtet. Die entstehen­ den Bildsequenzen wurden nach verschiedenen Kriterien be­ arbeitet und ausgewertet. Es wurden die Maximaltemperatur, deren Verlauf, die Abkühlgeschwindigkeit und die Tempera­ turausdehnungen verschiedener Kunststoffe ermittelt. Untersucht wurden die für das Müllaufkommen relevanten Kunststoffe: PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PA (Po­ lyamid), PMMA (Polymethylmethakrylat), PS (Polystyrol), PVC (Polyvinylchlorid).Plate-shaped plastic parts of different types of plastic were irradiated with a CO 2 laser (23.5 W) for 3 seconds. Then the temperature conditions with an image frequency of one image / sec. observed over a period of 16 sec. The resulting image sequences were processed and evaluated according to various criteria. The maximum temperature, its course, the cooling rate and the temperature expansions of various plastics were determined. The plastics relevant for the generation of waste were examined: PE (polyethylene), PP (polypropylene), PA (polyamide), PMMA (polymethyl methacrylate), PS (polystyrene), PVC (polyvinyl chloride).

Um den Einfluß der Form berücksichtigen zu können, wurden exemplarisch zwei unterschiedliche Plattenstärken des PMMA eingesetzt: PMMA 8 (8 mm) und PMMA 6 (6 mm).To take into account the influence of the shape two different panel thicknesses were used as examples of the PMMA used: PMMA 8 (8 mm) and PMMA 6 (6 mm).

Es ergaben sich folgende Verhältnisse: The following conditions resulted:

Man erkennt, daß die Maximaltemperaturen, die Ab­ kühlgeschwindigkeiten und die Wärmeausdehnungsflächen eine eindeutige Zuordnung der verwendeten Kunststoffsorten er­ möglichen.It can be seen that the maximum temperatures, the Ab cooling speeds and the thermal expansion surfaces one clear assignment of the types of plastic used possible.

Bereits die Auswertung der maximalen Temperaturen nach Beendigung der Erwärmung ermöglicht eine eindeutige Unter­ scheidung der untersuchten Kunststoffe.Already the evaluation of the maximum temperatures after Termination of warming enables a clear sub separation of the investigated plastics.

Grundlage der Kunststofferkennung bildet somit die Erfassung und Auswertung der Wärme-Impuls-Antwort nach einer punktförmigen Erwärmung mit Laserstrahlung. Dabei wird die Wärme-Impuls-Antwort mittels einer Thermokamera in ihrem örtlichen und zeitlichen Verlauf (Bildfolge) auf­ genommen und kann mit Methoden der digitalen Bildverar­ beitung in differenzierbare Signale umgesetzt werden.The basis of plastic detection is therefore the Recording and evaluation of the heat impulse response after point heating with laser radiation. Here is the heat impulse response using a thermal camera in their local and temporal course (picture sequence) taken and can be processed using methods of digital image processing processing into differentiable signals.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erkennen und Sortieren von verschiedenen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe erwärmt werden und die Wärmeabstrahlung der Kunststoffe nach Beendigung der Erwärmung erfaßt und kunststoffspezi­ fisch ausgewertet wird.1. A method for recognizing and sorting different plastics, characterized in that the plastics are heated and the heat radiation of the plastics is detected after the end of the heating and plastics-speci evaluated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe kurzzeitig mit Laserstrahlung beaufschlagt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the plastics are briefly exposed to laser radiation become. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kunststoffe punktförmig erwärmt und der ört­ liche und zeitliche Verlauf der Wärmeabstrahlung ermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized net that the plastics are point-heated and the local Liche and temporal course of the heat radiation determined becomes. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Maximaltemperatur im Erwär­ mungsbereich bzw. -punkt nach Beendigung der Erwärmung gemessen wird.4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the maximum temperature in Erwär area or point after heating has ended is measured. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlgeschwindigkeit am Erwär­ mungsbereich bzw. -punkt nach Beendigung der Erwärmung gemessen wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the cooling rate at heating area or point after heating has ended is measured.   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeausdehnungsflächen nach einer vorgebbaren Zeit nach Beendigung der Erwärmung gemessen wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the thermal expansion surfaces after a predeterminable time measured after the end of the heating becomes.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996023604A1 (en) * 1995-02-01 1996-08-08 Beloit Technologies, Inc. Thermal imaging refuse separator
DE19515447A1 (en) * 1995-04-27 1996-10-31 Rational Beratungsgesellschaft Portable instrument for identifying plastics esp. polyvinyl chloride
DE19747784A1 (en) * 1997-10-29 1999-05-06 Rothe Lutz Dr Ing Habil Object identifying using thermal signature analysis and infrared sensor system
WO2015015105A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Pellenc Selective Technologies (Societe Anonyme) Automatic method and facility for characterising and/or sorting packages

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3252682B2 (en) * 1995-11-13 2002-02-04 株式会社豊田中央研究所 High-speed resin identification method and system by infrared spectroscopy
US5646405A (en) * 1995-11-29 1997-07-08 Lawson-Hemphill, Inc. Method of detecting contaminants in cotton fibers
US5823677A (en) * 1996-03-18 1998-10-20 The Board Of Trustees Of Western Michigan Method of identifying a substance by infrared imaging
DE19623121C2 (en) * 1996-06-10 2000-05-11 Wagner International Ag Altsta Method and device for photothermal testing of workpiece surfaces
US6405929B1 (en) 1998-05-29 2002-06-18 Hand Held Products, Inc. Material detection systems for security documents
DE19908410B4 (en) * 1998-10-27 2004-05-13 Klaus Herbst Method and device for differentiating original and imitation products
US6303925B1 (en) * 1999-02-24 2001-10-16 Patricia Alaine Edmonds Apparatus and method for distinguishing paper articles from plastic articles
EP1452291B1 (en) 2000-08-25 2010-06-09 Techno Polymer Co., Ltd. Method and device for cleaning thermoplastic resinous products
JP3961205B2 (en) * 2000-08-30 2007-08-22 日本電気株式会社 Plastic identification device
US6855901B1 (en) 2001-04-20 2005-02-15 National Recovery Technologies, Inc. Process and apparatus for spectroscopic identification and sorting of barrier materials
DE10217586A1 (en) * 2002-04-19 2003-11-20 Giesecke & Devrient Gmbh Banknote sorting device has thermal means for detection of foreign material, e.g. tape, adhering to a note surface, whereby once the note is heated, areas of foreign material have different heat emissivity properties to the note
GB2399409B (en) * 2003-01-20 2006-03-15 Rolton Group Ltd Identification of materials by non destructive testing
DE10338582B4 (en) * 2003-08-22 2011-08-11 MTU Aero Engines GmbH, 80995 Method for measuring a parameter of a coating
DE102005000919B4 (en) * 2005-01-06 2007-05-24 Systektum Gmbh Method for determining the presence of particles on surfaces
DE102010050860A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Innolight Innovative Laser Und Systemstechnik Gmbh Micro-crystal laser for generating laser pulses
US8948220B2 (en) 2012-12-18 2015-02-03 Coherent Gmbh Wavelength-stabilized microcrystal laser
EP3372340A1 (en) 2017-03-10 2018-09-12 Scheppach Fabrikation von Holzbearbeitungsmaschinen GmbH Method for controlling an electric tool and electric tool set up for carrying out the method
CN112670216A (en) * 2020-12-30 2021-04-16 芯钛科半导体设备(上海)有限公司 Device for automatically identifying articles in wafer box
CN115062807B (en) * 2022-08-19 2022-11-04 广东安拓普聚合物科技有限公司 PCR recovery method and system
CN116609375B (en) * 2023-07-13 2023-09-22 江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心) Method for estimating material and water consumption of facility by using heat pulse distributed optical fiber

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0347641A2 (en) * 1988-06-21 1989-12-27 Hans-Joachim Dipl.-Phys. Sölter Method and apparatus for examining without making contact the surface and the interior of a solid body
US4928254A (en) * 1988-04-28 1990-05-22 Knudsen Arne K Laser flash thermal conductivity apparatus and method
DE3913474A1 (en) * 1989-04-24 1990-10-25 Siemens Ag PHOTOTHERMAL EXAMINATION METHOD, DEVICE FOR IMPLEMENTING IT AND USE OF THE METHOD
DE3317513C2 (en) * 1983-05-13 1991-05-16 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe, De
DE4021882A1 (en) * 1990-07-11 1992-01-16 Mindermann Kurt Henry Particle solid material sorting method
DE4105586A1 (en) * 1991-02-22 1992-08-27 Gerhard Prof Barich Sorting plastics scrap, ground to approximately uniform size - by computer comparison with reference values, of e.g. HF heating or laser transmission measurement, to control airjet or mechanical separator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3735286A1 (en) * 1987-10-17 1989-04-27 Rheinische Braunkohlenw Ag Method for determining the composition of mineral deposits
US5075552A (en) * 1989-01-13 1991-12-24 Iowa State University Research Foundation Inc. Apparatus and method for transient thermal infrared emission spectrometry
DE4102767A1 (en) * 1991-01-31 1992-08-06 Metallgesellschaft Ag METHOD FOR QUALITATIVE ANALYSIS OF PLASTIC PARTICLES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3317513C2 (en) * 1983-05-13 1991-05-16 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe, De
US4928254A (en) * 1988-04-28 1990-05-22 Knudsen Arne K Laser flash thermal conductivity apparatus and method
EP0347641A2 (en) * 1988-06-21 1989-12-27 Hans-Joachim Dipl.-Phys. Sölter Method and apparatus for examining without making contact the surface and the interior of a solid body
DE3913474A1 (en) * 1989-04-24 1990-10-25 Siemens Ag PHOTOTHERMAL EXAMINATION METHOD, DEVICE FOR IMPLEMENTING IT AND USE OF THE METHOD
DE4021882A1 (en) * 1990-07-11 1992-01-16 Mindermann Kurt Henry Particle solid material sorting method
DE4105586A1 (en) * 1991-02-22 1992-08-27 Gerhard Prof Barich Sorting plastics scrap, ground to approximately uniform size - by computer comparison with reference values, of e.g. HF heating or laser transmission measurement, to control airjet or mechanical separator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996023604A1 (en) * 1995-02-01 1996-08-08 Beloit Technologies, Inc. Thermal imaging refuse separator
US5628409A (en) * 1995-02-01 1997-05-13 Beloit Technologies, Inc. Thermal imaging refuse separator
DE19515447A1 (en) * 1995-04-27 1996-10-31 Rational Beratungsgesellschaft Portable instrument for identifying plastics esp. polyvinyl chloride
DE19747784A1 (en) * 1997-10-29 1999-05-06 Rothe Lutz Dr Ing Habil Object identifying using thermal signature analysis and infrared sensor system
WO2015015105A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Pellenc Selective Technologies (Societe Anonyme) Automatic method and facility for characterising and/or sorting packages
FR3009212A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-06 Pellenc Selective Technologies METHOD AND AUTOMATIC INSTALLATION FOR CHARACTERIZING AND / OR SORTING PACKAGES

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Publication number Publication date
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ATE175023T1 (en) 1999-01-15
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DK0599153T3 (en) 1999-08-23
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